高頻作業(yè)答案及重點復習題

1、1在串聯諧振回路中，如果外加電壓數值與頻率是固定的。設0C為諧振時的電容量；C與 C分別為低于和高于諧振點電容0C的半功率點電容量。試證明： CCCCQ。解在高于諧振點處的半功率點有 1CL，因而2 2)1(21CLRVRV（）在低于諧振點處的半功率點有1CL，因而22)1(21LCRVRV（）由（） 、 （3.4.2）二式可得LCCL11于是得2CCCCL（）另一方面，由（） 、 （3.4.2）二式又可得到1CLR與LCR1由以上二式可得2CCCCR（）由式（）與（3.4.4） ，最后得到CCCCRLQ2并聯諧振回路如圖所示。已知同頻帶7.02f，電容 C。若回路總電導為g（LpsGGgg）

2、 ，試證明Cfg7 .04 若給定 C=20pF，7.02f=6MHz，kkRsp10R10，求LR。解由LpQCg、LpRff02二式可得CfffCfgpp7.07.042/2將已知數據代入上式，得SSg61261075410201034psLGggG=（336101011010110745）S=610554S即kGRLL8 . 113如圖所示。已知 L=0.8uH，0Q=100，21CC =20pF，iC=5pF，kRi10，pFC200， kR50。試計算回路諧振頻率、諧振阻抗（不計0R與iR時） 、有載LQ值和通頻帶。解20CCC= （ 20+20 ） pF=40pF 所 以 接 入

3、系 數322040401CCCp將0R折合到回路兩端，得kpRR25.1111250491053200跨接于回路兩端的總電容為pFpFCCCCCCi3 .18)402040205(1諧振頻率為HzLCfp126103 .18108 . 02121=41.6MHz諧振阻抗為660108 . 0106 .412100LQRpp=20.9k總電導為piRRRg1110=S)109 .2011025.11110101(333=S6107 .236因而kgR2 .41最后得666108 . 0106 .412107 .23611LgQpL=20.2通頻帶為MHzMHzQffLp06. 22 .206 .

4、4127 . 04為什么耦合回路在耦合大到一定程度時，諧振曲線會出現雙峰？解出現雙峰的原因是由反射阻抗222/)(ZM所引起的。當耦合弱，即M小時，反射阻抗值也小，因此對初級電路的影響小。初級回路在諧振點為串聯諧振。初級電流隨頻率的變化為串聯諧振曲線（單峰曲線） ，因而次級電流的諧振曲線也是單峰。隨著M的增加，反射阻抗對初級回路的影響逐漸加大。當M達到某一臨界值次級電流可達到最大值。當M超過次臨界值后，由于反射電阻大，導致初級與刺激電流下降。而在左右偏離諧振點處，由于反射電抗與初級電路的電抗符號相反，二者可以抵消，因而初級電流可以出現兩個峰值。進而引起次級電流也出現雙峰。5.在 圖（ a ）

5、所示 的單 調 諧回 路 放大 器中 ， 工作 頻 率為 10MHz ， 晶體 管參 數 ：pFCmSgmSyieiefe12,2 . 1,3 .58|，oeg=400uS，oeC=9.5pF，回路電感 L=1.4uH，接入系數1p=0.9，2p=0.3，空載品質因數0Q=100。假設rey=0，求：1）諧振時的電壓增益0vA；2）諧振回路電容 C 之值；3）通頻帶7 . 02 f；4）若kR104，試比較并聯4R前后的通頻帶和增益。FL、FC：低通濾波器圖解圖（b）為圖（a）的負載等效電路。1）要求出諧振時的電壓增益，應用式（） ，首先應求出pG之值。由圖 4.4.2（b）可見ieoeppg

6、pgpRG22211假定下級用同樣的晶體管，因此ieg=1.2mS，又oeg=400uS，所以kLQRp8 . 8104 . 11021006700因而SSGp33262310546. 0102 . 1)3 . 0(10400)9 . 0(108 . 81最后得8 .2810546. 0103 .583 . 09 . 0|33210pfevGyppA2）諧振時，回路總電容為FLC62720104 . 1)102(11=1210180F=180pF因此，外加電容為ieoeCpCpCC2221=12)3 . 0(5 . 9)9 . 0(18022pF172pF3）為了求出通頻帶，應先求出回路的有載

7、 Q 值，有8 .20104 . 110210546. 0116730LGQpL因而放大器的通頻帶為kHzHzQffL4808 .20102707 . 04）并上kR104后，pR變?yōu)閜R，有SSRRRpp333410214. 0)10101108 . 81(111因此pG變?yōu)閜G=SS33262310646. 0102 . 1)3 . 0(10400)9 . 0(10214. 0諧振時的電壓增益變成4 .2410646. 0103 .583 . 09 . 0|33210pfevGyppA此時LQ值變?yōu)? .17104 . 110210646. 0116730LGQpL通頻帶變?yōu)閗HzHzQf

8、fL5686 .17102707 . 06.為什么在高頻小信號放大器中要考慮阻抗匹配時間問題？解這是為了獲得最大的功率效益。7.某晶體管的特征頻率為Tf=250MHz，500。求該管在f=1MHz、20MHz 和 50MHz時的值。解由ffT0，得0Tff=5MHz。f=1MHz，=49)51(150)(1220fff=20MHz，=1 .12)520(1502f=50MHz，此時ff ，因此ffT于是50250ffT=58.某晶體管在CEV=10V，EI=1mA 時的Tf=250MHz，又 70bbr，cbC=3pF，0=50。求該管在f=10MHz 時的共發(fā)電路的y參數。解首先確定mg與e

9、bC之值。由于2626EdImVr，因而mg=SSrd3105 .382611又Tf=)(21ebcbdCCr，將Tf=250MHz，dr=26代入，解得ebcbCC=24.5pFebC=24.5-cbC=(24.5-3)pF=21.5pF又bbg=1bbr=S3103 .14701)()(ebcbbbebcbbbieCCjgCCjgy=222222)()()(ebcbbbebcbbbebcbbbCCgCCgjCCg=3103 .1426)10102(25 .242410+610102j23)103 .14(24.51210/23)103 .14(+26)10102(2)5 .24(2410S

10、=Sj86.206315. 0034. 0=(0.164+j1.52)310S)()(;ebcbbbcbbbreCCjgCjgy=222)()(;ebcbbbebbbebcbcbbbCCgCjgCCCg=-3103 .1427)102(3121024.51210+23)103 .14(j7102 31210/206.86610S=310)186. 002. 0(jSfey=)()(;ebcbbbcbmbbCCjgCjgg=22222)()(ebcbbbebcbcbmbbCCgCCgCgg-2222)()(ebcbbbcbbbebcbmbbCCgCgjCCggj=62331086.206)103

11、 .14)(105 .38(-612123271086.206)105 .24(103103 .14)102(S-6123371086.206105 .24105 .38103 .14102jS-612371086.206103)103 .14(102jS=(38-j4.3)310Soey=)()(222222ebcbbbcbebmebbbceCCgCCgCgg+)()()(223ebcbbbebcbcbebmbbbbcbCCgCCCCgggCj=1061023)105 .38(+27)102(212)105 .21(+27)102()103 .14(3)103(12)105 .21(12/2

12、06.86610S+3312710)3 .145 .38(105 .38103102j+37)102()103(1221.5121024.51210/68610.206S=611111086.20610142321033.1846jS=(0.089+j0.68)310S9.在圖中，晶體管的直流工作點是CEV=8V，EI=2mA，工作頻率0f=10.7MHz；調諧回路采用中頻變壓器31L=4uH，0Q=100，其抽頭為32N=5 匝，31N=20 匝，54N=5 匝。試計算放大器的下列各值：電壓增益、功率增益、通頻帶、回路插入損耗和穩(wěn)定系數 S（設放大器和前級匹配iesgg ） 。晶體管在CEV

13、=8V，EI=2mA 時參數如下：ieg=2860uS；ieC=18pFoeg=200uS；oeC=7pFmSyfe45|；ofe54mSyre31. 0|ore5 .88圖解為了計算放大器的增益，應求出與諧振回路并聯的總電導21ioppggGG。為此，首先計算出接入系數1p與2p，有4120513231NNp；4120513452NNp因而，Sgpgoeo)10200()41(62211；Sgpgiei)102860()41(62222諧振回路固有的諧振電導為666001037104107 .10210011SLQGp于是6626261025.228)102860()41()10200()4

14、1(1037SGp電壓增益（諧振時）為632101025.22810454141|pfevGyppA=12.3功率增益為2200)3 .12()(vpAA=151.3此時回路的有載 Q 值為6660104107 .1021025.22811LGQpL=16.2因而通頻帶為MHzMHzQffL66. 02 .167 .10207 . 0插入損耗為2201)1002 .161 (1)1 (1QQKL=1.42穩(wěn)定系數為)cos(1 |)(2referefeLoeiesyyGgggS（）上式中，sg為本級的輸入端導納，也等于ieg。)(1222iepLgpGpG為由集電極看來，跨接在諧振回路上的負載

15、導納。將已知的oeg、ieg、pG、fey、rey、fe與re的值代入式（） ，即得)5 .8854cos(1 1031. 01045)41(102860)41(10371020010)28602860(233262666ooS=13.71由于 S1，因而放大器能穩(wěn)定工作。10.為什么晶體管在高頻工作時，要考慮單向化問題，而在低頻工作時，則可不必考慮？解在高頻工作時，由fey所產生的反饋作用顯著，因而必須考慮消除它的影響。低頻時，則不必考慮fey的反饋作用。11.一個 1000電阻在溫度 290K 和 10MHz 頻帶內工作， 試計算它兩端產生的電壓和噪聲電流的均方根值。解RfkTvnn 42

16、=2623100010102901038. 14V=160.0812102V因此，噪聲電壓的均方根值為Vv621065.12=12.65uV噪聲電流的均方根值為9221065.12RviA12.有 A、B、C 三個匹配放大器，它們的特性如下：放大器功率增益/dB噪聲系數A61.7B122.0C204.0現把此三個放大器級聯，放大一低電平信號，問此三個放大器應如何連接，才能使總的噪聲系數最小，最小值為多少？解為了使總的噪聲系數最小，則第一級放大器應該有最小的噪聲系數，因此 A 為第一級。B、C 的排列可分兩種情況：1）如果 B 為第二級，C 為第三級，則21312111)(ppnpnnnAAFA

17、FFF=1.7+16410 . 4410 . 22.002）如果 C 為第二級，B 為第三級，則31213111)(ppnpnnnAAFAFFF=1.7+1004124142.453因此，應按 A、B、C 為第一、第二、第三級次序安排，可獲得最小的噪聲系數nF=2。13若非線性元件伏安特性為3310vbvbbi。能否用它進行變頻、調幅和振幅檢波？為什么？解由例 5.2 的式（）可見，要產生變頻、調幅或檢波等作用，就需要有（21）項。而只有2v項才能產生（21）或（21）項。沒有2v項就不可能有變頻、調幅或檢波等作用。14變頻作用是如何產生的？解變頻作用是由非線性器或線性時變電路所產生的不同頻率

18、的相乘作用來完成的。15為什么一定要用非線性器件（或線性時變器件）來完成變頻作用？解因為只有用這兩種器件才能產生不同頻率的相乘作用，從而完成變頻過程。16外部干擾有哪些？怎樣克服？解主要有工業(yè)干擾和天電干擾?？朔I(yè)干擾，最好在產生干擾的地方加以抑制；在電源處加濾波電容；變壓器初、次級線圈加以靜電屏蔽，等等?？朔祀姼蓴_較困難，也可在電源線處加濾波電路。17對變頻器有些什么要求？其中哪幾項是主要的質量指標？解對變頻器要求， 它將外來信號頻率轉變?yōu)楣潭l率的中頻， 同時保持原信號的調制規(guī)律不變，濾去不需要的頻率分量。它的主要指標為：變頻增益；失真和干擾；選擇性；噪聲系數，等等。181）正確選擇變

19、頻管的工作狀態(tài)，能否抑制鏡頻干擾和中頻干擾，為什么？2）若接收機為波段工作，在哪個頻率上對鏡像干擾抑制能力最差，為什么，在哪個頻率上中頻干擾抑制能力最差，為什么？解1）正確選擇變頻管的工作狀態(tài)，并不能抑制鏡像干擾和中頻干擾。因為這兩種干擾是0f和sf的基波所組成的副波道干擾。正確選擇工作狀態(tài)只能抑制二次以上諧波所組成的副波道干擾。2） 若接收機為波段工作， 則在波道工作頻率的高端maxsf對鏡像干擾的抑制能力最差。因為LQff7 . 02，在低頻端，7 . 02 f??；在高頻段，7 . 02 f大，干擾容易進來。即在高頻端，對鏡像干擾能力最差。在低頻minsf端， 對中頻干擾的能力最差， 因為

20、此時if離minsf最近，易于進入接收機。19.某晶體管諧振功率放大器，CCV=24V，COI=300mA， 電壓利用系數=0.95，BZV=0.5V，輸出功率0P=6W。試求電源供給功率P，集電極耗散功率cP，集電極電流基波振幅1cmI，最大值maxCi與通角c。若偏壓BBV=0.5V，求基極輸入信號電壓振幅bmV。已知c=o66時，)(1cg=1.75，)(0ca=0.239，)(1ca=0.419，)cos(c=0.407。解CCVP COI=240.3W=7.2WcP=P-0P=(7.2-6)W=1.2W2 . 760PPc=0.833=83.3%又因)(211ccg因此)(1cg=7

21、54. 195. 0833. 022c因而得到maxCi=239. 0300)(00cCImA=1255mA1cmI=maxCi)(1c=(12550.419)mA=526mAbmV=407. 05 . 05 . 0coscBZBBVVV=2.46V20.為什么低頻功率放大器不能工作于丙類，而高頻功率放大器則可工作于丙類？解兩種放大器最根本的不同點是： 低頻功率放大器的工作頻率低， 但相對頻帶寬度卻很寬，因而只能采用無調諧負載，工作狀態(tài)只能限于甲類、甲乙類至乙類（限于推挽電路） ，以免信號嚴重失真；而高頻功率放大器的工作頻率高，但相對頻帶寬度窄，因而可以采用選頻網絡作為負載，可以在丙類工作狀態(tài)

22、，由選頻網絡濾波，避免了輸出信號的失真。21.丙類放大器為什么一定要用調諧回路作為集電極（陽極）負載？回路為什么一定要調到諧振狀態(tài)？回路失諧將產生什么結果？解選用諧調回路作為集電極負載的原因是為了消除輸出信號的失真。 只有在諧振時， 調諧回路才能有效地濾除不需要的頻率，只讓有用信號頻率輸出。此時，集電極電流脈沖只在集電極瞬間電壓最低區(qū)間流通，因而電流脈沖最小，平均電流COI也最小。若回路失諧，則集電極電流脈沖移位至集電極瞬時電壓較高的區(qū)間流通，因而電流脈沖變大，COI上升，同時，輸出功率下降，集電極耗散功率將急劇增加，以致燒損放大管。因此，回路失諧必須絕對避免。22.某一晶體管諧振功率放大器，

23、設已知CCV=24V，COI=250mA，0P=5W，電壓利用系數=1。試求P、c、pR、1cmI、電流通角c（用折線法） 。解P=CCVCOI=（240.25）W=6Wc=PP0=65=0.833=83.3%cmV=CCV=124V=24VpR=022PVcm=52242=57.61cmI=cmVP02=2452A=0.417A250417)(011ccmcIIg=1.67查書見附錄 6.1，得出此時的c=o78。23.晶體管放大器工作于臨界狀態(tài)，pR=200，COI=90mA，CCV=30V，c=o90。試求0P與c。解P=CCVCOI=（300.09）W=2.7W查原書附錄 6.1，知)

24、90(1og=1.57，因而1cmI=COI)(1cg=（90mA）1.57=141.3mA0P=pcmRI2121=23)103 .141(21200W=1.997W2Wc=PP0=7 . 2997. 1=0.739=73.9%24.高頻大功率晶體管 3DA4 參數為Tf=100MHz，=20，集電極最大允許耗散功率CMP=20W，飽和臨界線跨導crg=0.8A/V，用它做成 2MHz 的諧振功率放大器，選定CCV=24V，c=o70，maxCi=2.2A，并工作于臨界狀態(tài)。試計算pR、0P、cp、c與P。解由ccrcvgi ，當minCCvv 時，maxCCii ，因此得minCv=VAA

25、gicrC/8 . 02 . 2max=2.75VcmV=CCV-minCv=（24-2.75）V=21.25V1cmI=maxCi)(1c=(2.20.436)A=0.96A)70(1o=0.4360P=cmcmVI121=21(0.96A)(21.25V)=10.2W0CI=maxCi)(0c=(2.20.253)A=0.557A)70(0o=0.253P=CCVCOI=(24V)(0.557A)=13.36Wc=PP0=36.132 .10=0.763=76.3%cP=P-0P=(13.36-10.2)W=3.16W3=331CL。（f）可能振蕩，條件是22LC呈感性，33LC呈容性。即

26、203。2=221CL，3=331CL。（g）考慮極間電容ebC后，組成電容反饋三端電路，可以振蕩。（h）不滿足相位平衡條件，不可能振蕩。29.圖表示三回路振蕩器的交流等效電路，假定有以下六種情況，即：1）11CL22CL33CL2)11CL22CL33CL5)11CL22CL=33CL6)22CL33CL22CL33CL因此331CL221CL111CL即321當3021時，22CL與11CL均呈容性，33CL呈感性， 電路成為電容反饋三端電路，可以振蕩。2）當11CL22CL33CL時，可取30233CL01，ce 為容性；02，be 為容性；02=1，0可同時滿足上述條件，電路成為電容反

27、饋三段電路，可以振蕩。5）11CL33CL若電路為電感反饋三端電路，則應滿足下列條件：11CL=22CL33CL但上述條件均不能滿足，因而電路不能振蕩。6）22CL33CL22CL33CL若電路為電感三端電路，則應滿足：11CL22CL33CL但上述條件均不能導出22CL33CL11CL，故不能振蕩。30.振蕩器的振幅不穩(wěn)定，是否也會引起頻率發(fā)生變化？為什么？解頻率振幅不穩(wěn)定，將引起電子器件（例如晶體管）參數的變化，因而會導致振蕩頻率的變化。31.為什么振蕩器的工作頻率一般總是不等于回路的自然諧振頻率？其失諧量大小與哪些因素有關？解振蕩器的振蕩頻率不僅決定于 LC 回路參數，而且與晶體管參數有

28、關。32.已知調幅波的頻譜如圖所示。1）寫出已調波的數學表達式2）計算在 R=1上消耗的邊帶功率與總功率和已調波的頻帶寬度解 1）由于邊頻分量振幅為oaVm21。由圖已知 VO=2V,因而0.5V=Vma221得5 . 0am又sradsrado/102 . 02,/10236因此ttmVtvoaocos)cos1 ()()(102cos)2002cos5 . 01 (26Vtt2) 載波功率WWRVPooT212212122邊頻功率WWPmPToao25. 02)5 . 0(212122)(總功率WPPPooT25. 2)(頻帶寬度HzHzBW400102 . 02333.有兩個已調波電壓，

29、其表示式分別為)()1010(2cos2 . 0)1010(2cos2 . 0102cos2)(363661Vttttv)()1010(2cos2 . 0)1010(2cos2 . 0)(36362Vtttv試問：)(1tv與)(2tv各位何種已調波？計算消耗在 R=1上的功率與頻譜寬度。解：)(1tv中有載頻srad /1026，上、下邊頻srad /)1010(236，因而它是調幅波，可改寫成)(102cos)102cos2 . 01 (2)(631Vtttv)(2tv中只有上、下邊頻srad /)1010(236，沒有載頻，因而它是載波被抑止的雙邊帶調幅波。)(2tv可改寫成)(102c

30、os102cos4 . 0)(632Vtttv對，有載波功率上、下邊頻功率WWPmPoTao02. 02)2 . 0(212122)(總功率WPPPooT02. 2)(頻帶寬度HzBW3102的上、下邊頻功率和頻帶寬度與相同。34.為什么調制必須利用電子器件的非線性特性才能實現？它和放大在本質上有什么不同？解：由于調制是產生了新的頻率o，或者說，是使原來的產生了頻譜位移，因而必須利用電子器件的非線性特性才能實現。 放大則僅是對信號的不失真地放大， 不產生新頻率，因此不但不需要電子器件的非線性特性，而且還應盡力避免，以以免產生信號失真。35.有一條幅波方程式為tttv6102sin)100002

31、cos3 . 050002cos7 . 01 (251）試求它所包含的各分量的頻率與振幅；2）求出峰值與谷值調幅度。解： 1）載頻of=106Hz，載波振幅OV=25V第一邊頻頻率為srado/)500010(261第一邊頻振幅為VVVmo75. 8257 . 021211第二邊頻頻率為srado/)1000010(262第二邊頻振幅為VVVmo75. 3253 . 0212122)峰值調幅度m上上=6 . 02525) 160. 1 (maxooVVV谷值調幅度m下=1101minooVVV計算如下：令)2cos3 . 0cos7 . 01 (25V則)2sin3 . 02sin7 . 0(

32、25V令V=0，解得o5 .54與 180o時，VVVoo40)5 .542cos6 . 05 .54cos7 . 01 (25maxo180時，0minV因而m上=6 . 0252540m下=12502536.有一調幅波，載波功率為 100W。試求當1am與3 . 0am時每一邊頻的功率。解： 每一邊頻功率為oTaPmPO2)(41WWPmWPPmOOaoTa25. 2100)3 . 0(41, 3 . 02541, 12)()(37.設非線性阻抗的伏安特性為331vbvbi，試問它能否產生調幅作用？為什么？解：不能產生調幅作用，因為它沒有平方項，不能產生)(o項。38.載波功率為 1000

33、W，試求1am和7 . 0am時的總功率和兩個邊頻功率各為多少 W？解：，WWPPOO5002502)()(總功率WPPPPOOoT1500)()(總功率WP124539.對檢波器有哪些主要指標要求？如果檢波器用于廣播收音機，這幾個主要指標對整機的質量指標有哪些影響？解：主要指標有：檢波效率 Kd、等效輸入電阻 Rid、失真等。對于廣播收音機來說，Kd影響收音機的靈敏度；Rid對檢波前級的回路 Q 值有影響，Rid小，將降低 Q 值，使收音機的選擇性變壞；失真則影響收音機的保真度。40.為什么單邊帶信號解調要用乘積檢波器？它和包絡檢波器有何相同點和不同點。解：由于單邊帶信號的包絡與原調制信號波

34、形不同，因而不能采用包絡檢波的方法，必須用乘積檢波器，得出原調制信號。它與包絡檢波的相同點是都要獲得原調制信號；不同點則是獲得的方法不同。41.利用近似公式（）計算下列三種情況下調頻波的頻帶寬度：1）kHzFkHzfm1 . 0,75（Fm為最高調制頻率） ；2）kHzFkHzfm1,75；3）kHzFkHzfm10,75。解：1）kHzkHzBW150) 1 . 075(22）kHzkHzBW152) 175(23）kHzkHzBW170)1075(2從上例可看出，盡管調制頻率變化了 100 倍，但頻帶寬度的變化卻非常小。42.已知調頻波的振幅為mV,調制信號tVvcos，且1fm。問：當變

35、為 2時，調頻波的帶寬與 mf如何變化？當 V變?yōu)?2V時，調頻波的帶寬與如 mf何變化？當 Vm變?yōu)?Vm時，調頻波的帶寬與 mf如何變化？解：，這是寬帶調頻，因此帶寬fBW 2，且Ffmf。當變?yōu)?2時，BW 不變，但 mf減小一半。當 V變?yōu)?2V時，f增大一倍，因而 BW 與 mf都增大一倍。當 Vm變?yōu)?2Vm時，BW 與 mf都不變。43.載波震蕩的頻率為MHzfo25,振幅為VVo4；調制信號為單頻正弦波，頻率為HzF400；最大頻移為kHzf10。試分別寫出 1）調頻波和 2）調相波的數學表達式。若調制頻率變?yōu)?2kHz，所有其它參數不變，試寫出 3）調頻波與 4）調相波的數學

36、表達式。解：1）由題意可知2540010103Ffmf因此，調頻波的數學表達式為)4002cos(2510252cos46)(ttvtFM2）調相波的數學表達式為)4002sin(2510252cos46)(ttvtPM3）若調制頻率變?yōu)?2kHz，對調頻波來說，fm降為 5，即調頻波表達式變?yōu)?1022cos(510252cos436)(ttvtFM4) 但調相指數pm與無關，仍為 25，因此調相波表達式為)1022sin(2510252cos436)(ttvtPM由此可以可能出，對于單一調制頻率，調頻與調相之間的差別難于看出；但當調制頻率變化時，這種差別就顯露出來了。44.試提出由調頻波轉為調相波的方法。解：用)(tv對載波進行調頻時，